基于solidworks的吹风机造型设计大学论文.doc

目 录诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计基于solidworks的吹风机造型设计是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。设计中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在设计中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人独自承担。 作 者 签 名： 指导教师签名： 年 月 日摘 要从1890年第一台吹风机的面世到今天，经过了100多年的改进和发展，已经成为小家电领域中不可或缺的一部分，但经过调查发现，吹风机行业普遍存在几点问题：大部分吹风机噪音过大、手柄过长不易携带，造型普遍、颜色单一。本次设计研究的内容主要是通过Solidworks软件拉伸、放样、渲染等功能来实现对吹风机的三维造型设计，并将普通吹风机出现的部分问题进行改进和优化。对于吹风机噪音过大的问题，本文将选用一种动力强劲噪音小的电机，并将吹风机出风筒改小，增大风速，针对手柄过长不易携带的问题，本设计将普通一体式手柄改为可折叠易携带的手柄，然后将外壳设计为流线型、并进行颜色搭配。关键词: 吹风机；Solidworks；三维造型设计；目 录AbstractSolidworks software is the worlds first three-dimensional CAD system developed based on windows 1. The traditional two-dimensional plane graphics can not carry out the full details of the object and the three-dimensional design is a complete solution to the two-dimensional problem can not be solved. This greatly reduces the design time and cost, with the continuous development of Solidworks technology. Solidworks software is increasingly powerful, the components are gradually diverse. Solidworks powerful, easy to learn and easy to use and the three characteristics of technological innovation, making SolidWorks a leading, mainstream three-dimensional CAD solutions. The content of this design is to realize the three-dimensional modeling of the blower through Solidworks. Through the design of dryer 3D modeling, let me SolidWorks the basic theory, design methods and skills skilled in heart, make my future 3D design quickly will be combined with theoretical knowledge and practical application, transformed into productive forces.KEY WORDS:Hair dryer; Solidworks; 3D modeling design;III目 录目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1 研究背景11.2 吹风机发展趋势11.3 研究方法和内容21.4 SolidWorks软件的介绍2第二章 吹风机的设计方案32.1 产品设计定位分析32.1.1 吹风机设计理念32.1.2吹风机外观色彩32.1.3吹风机外观形状42.2 设计方案的提出52.1.1 设计方案一52.1.2 设计方案二52.3 设计方案的确定62.4 材料的选择72.5电机的选择7第三章 吹风机三维造型绘制93.1壳体的三维造型设计93.1.1 创建新基准面93.1.2 外壳主体部分绘制93.1.3 外壳手柄部分的绘制93.2 扇叶的三维造型设计103.2.1 扇叶骨架的绘制103.2.2 扇叶叶片103.3 挡板的三维造型设计12第四章 零件的装配及其装配图134.1 电机与叶片的配合134.2 总配合图134.3设计效果图展示144.3.1 底座的工程图154.3.2 风扇的工程图154.3.3 电机的工程图164.3.4 爆炸视图16第五章 吹风机的运动仿真17总 结18参考文献19致 谢20插图目录插图目录图2.1 方案一5图2.2 方案二6图2.3 设计方案的确定7图3.1外壳主体的绘制9图3.2手柄的绘制10图3.3 扇叶骨架的绘制10图3.4 扇叶草图11图3.5 扇叶草图11图3.6 扇叶圆周阵列12图3.7 挡板的草图拉伸12图4.1 电机与叶片的配合13图4.2 总配合图14图4.3 底座的工程图15图4.4 风扇工程图15图4.5 电机工程图16图4.6 爆炸视图16图5.1 运动仿真图17第一章 绪论1第一章 绪论1.1 研究背景1890年一位美国犹太人受到吸尘器的启发发明了第一个吹风机，当时的吹风机又大又笨重。直到1920年美国拉辛通用汽车公司和汉密尔顿海滩有限公司改进了吹风机，将其中的大部分材料用塑料取代，使得吹风机真正的变得实用起来。后来GCE改变的原有设计，在其内部安装了马达；到了1982年德国飞利浦公司又采用新型合金材料，使得吹风机变得轻便有坚固，到了现在吹风机经过了100多年的发展，吹风机逐渐走向个性化，环保化，功能也越来越多，外形更是多种多样。近年来吹风机行业在飞速发展当中，已经成为小家电领域中不可或缺的一部分，如今在此行业中外资品牌把持着大半利润，不过国内品牌也在逐渐追赶当中。经过调研发现在这如火如荼的吹风机行业中普遍存在如下几点问题.，很多吹风机功能还局限于吹出冷热风，大部分吹风机扇叶噪音过大；电源线不是太短就是太长，太短可活动范围小，太长又缠绕在一起；还有很多吹风机温度控制不稳定，有时不是过高就是过低；还有的吹风机不方便携带；最后还有一个普遍存在的问题就是损害发质。1.2 吹风机发展趋势通过调研吹风机使用的环境是多地域，如日常生活中大多数人在浴室，已有部分人外出旅游也会携带。更具使用环境大致可分为家用吹风机、美发用吹风机、以及工业用吹风机不等，未来的发展方向必定更加细分。如今技术日新月异，纳米材料开发和用途的广泛，都跟随着社会整体需求在适应，尤其是节能、安全和效率、健康以及多功能性，电吹风产品技术也在跟随着创新和实用新型组合，而且人们生活水平的提高，不同人群对吹风机需求程度不同，未来的吹风机设计方向更加多元化，吹风机功能不再局限于吹风冷热风，如 负离子电吹风，负离子主要体现健康一面，负离子广泛应用，自然免不了不电吹风实用组合，负离子电吹风，对保护美发、护法、养发等，有着独到的作用。同时负离子在对人身体内部酸碱均衡起着药物无法取代的作用。负离子电吹风，吹出的风对空气起着杀菌消毒，又能沉降空气中的尘埃。红外电吹风的问世，大大的促进了电吹风的医疗功能，红外对治疗关节炎、伤寒感冒，有着奇特的功效。红外电吹风对头发保护和头皮的保护，是传统电吹风无法比拟的功能。红外电吹风在电磁兼容影响极小，所以红外电吹风的健康功能是技术一次革命。 陶瓷发热电吹风，更多体现效率和安全，陶瓷电吹风，充分应用纳米技术，材料高分子组合，其发热的效率是传统的电吹风的两倍以上。传统的电吹风安全系数只是陶瓷电吹风的三分之一都不到的。综上所述吹风机未来发张方向大致以下几点：吹风机的外观更加个性化，从而照顾不同人的不同需求；出现无线吹风机，使其活动范围加大，增加便携性；开发出静音吹风机，减少噪音污染以伤害；集成更多新技术，减少对发质损害，关注个人健康；产品绿色环保化，减少对环境的污染。1.3 研究方法和内容本次设计就是通过SolidWorks造型设计的基本理论、方法和技巧对现有的吹风机进行改进和优化。研究的内容就是通过SolidWorks来实现对吹风机的三维造型设计。主要工作有分析吹风机三维造型设计的特性，吹风机外观造型的拟定，创建吹风机三维造型，产生装配效果图。利用SolidWorks画出吹风机外壳以内部零件等，将会涉及到基本建模，特征操作，创建装配体，工程视图设计等知识。1.4 SolidWorks软件的介绍 SolidWorks是目前市场上设计过程比较简便而方便的软件之一。Solidworks功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks 的三大特点，使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。在零件建模方面，SolidWorks提供了无与伦比的、基于特征的实体建模功能。通过拉伸、旋转、薄壁 特征、高级抽壳、特征阵列以及打孔等操作来实现产品的设计。通过对特征和草图的动态修改，用拖拽的方式实现实时的设计修改。19第二章 吹风机的设计方案第二章 吹风机的设计方案2.1 产品设计定位分析一件产品除了好用之外，还必须给人带来心理上的愉悦感，在形态上必须要具有美感，具有艺术性，但产品并不是纯艺术品，必须对产品的材料、结构、功能等造型综合运用和谐组合，是科学、技术和美学的完美统一，漂亮的东西总是让人赏心悦目。要想在众多产品中脱颖而出，产品的外观造型必须给人一种强烈的新鲜感，才能吸引眼球。随着时代的发展、人民生活水平的提高，目前人们对审美的要求都非常高，尤其是对发型的要求，而在吹风机的消费群体中，年轻人是占大多数的，所以本次设计针对年轻人的需求。功能、造型形象以及物质技术条件是构成造型设计的三大基本要素。传统吹风机都是一体成型，导致占用空间较大，所以应用分开式成型。年轻一族的使用人群中，大多数都偏好于彩色系，因此在色彩上主要采用彩色调，因为吹风机属于手持电器，材料上选择质量轻、易加工的塑料。2.1.1 吹风机设计理念随着社会的发展和科学技术的进步，人们的生活水平在不断提高，生活方式也在逐渐改善。今天，在物质丰富的情况下，创意、美观和知识已经成为经济增长的主导因素，制造商们都在努力，让消费者在众多的产品中能够发现自己的产品，并且忠诚于自己的产品，而唯一的方法就是永远以顾客的需求为上。随着产品功能竞争的优势越来越小，在精神需要方面的竞争越来越激烈，来自人们生活的感情信息逐渐成为了产品设计的最重要的依据之一。吹风机自1890年代发展至今，形状功能已经发生很大变化，其中不乏许多优秀的代表作。而在这科技日新月异的时代，我们需要更多更优秀的设计来引领这个行业。2.1.2吹风机外观色彩色彩是最有表现力的要素之一，不同的色彩带给人们的不同的感情。当人们看到吹风机外观的时候，我们可能不是理性地对其色彩产生感觉，但是对它有一种追直接的感情反应。色彩具有极强的感情色彩和表现特征，具有强大的精神影响。实验表明：当人们看到一个物体时，最初20秒内，色彩的成分占80%；两秒后色彩占60%，形体占40%；五秒钟后，色彩和形体各占50%，以后这种状态将持续下去。此外，著名的“七秒钟定律”又告诉我们，面对琳琅满目的商品，人们只要七秒钟，就可以确定对这些产品是否有兴趣，而这七秒之中，色彩的作用达到了67%。美国视觉艺术心理学家布鲁墨认为：“色彩唤起各种情绪，表达感情，甚至影响我们正常的生理感受。”的确，合理而巧妙的配色，往往能够唤醒消费者的购买欲望，让产品在市场竞争中脱颖而出。苹果公司的成功也让我们深刻的感受到色彩的感情魅力。因此，色彩在吹风机外观效果中起着重要的作用。 色彩作为吹风机外观的要素之一，不仅具备审美性和装饰性，而且还具备符号意义和象征意义，这样才能满足人们深刻的感情体验。作为视觉审美的核心，色彩深刻地影响着人们的视觉感受和情绪状态。人类对色彩的感觉最强烈、最直接，印象也最深刻。产品的色彩来自于色彩对人的视觉感受和生理刺激，以及由此而产生的丰富的经验联想和生理联想，从而产生复杂的心理反映。在吹风机外观的色彩设计中，应该考虑包括色相明度、纯度以及色彩对人的生理和心理的影响，色彩还应服从于产品的主题，使产品更具生命力，给人强烈的心理感受。不同的色彩及其组合会给人带来不同的感受：红色热烈、蓝色宁静、紫色神秘、白色单纯、黑色凝重、灰色质朴，它们表达出不同的情绪成为不同的象征。此外，对色彩的感受还受到所处时代、社会、文化、地区及生活方式、习俗的影响，反映着人们追求时代潮流的倾向。本次设计主要针对年轻人群，经调查发现，年轻人群对红、黑、粉等颜色比较青睐，所以在进行吹风机色彩设计时，要注意色彩配合应有“色彩主调”2.1.3吹风机外观形状好的设计外形是销量的保证，如今在这个物欲横流的社会中更是如此。如何才算是一个好的设计，这取决形状与色彩的配合。要有好的形状设计，首先与众不同，这样才能大同小异的吹风机中脱颖而出；其次要紧跟时尚潮流，这样避免更不上时代而被淘汰；还有就是要生活化，再此基础上加以升华以感性赋予产品，使其外观成为充满人文关怀的“空筐结构”，不同的观众均可以自由地依据自己的生活经验，在这个“空筐结构”中，装进自己所感受到的内容。还有情趣化的外观，体现可爱、活泼、漂亮的风格，现今很多此类产品大受年轻一代人的喜爱。通过以上几点的设计定位可以分为以下几点总结：1、 外观前卫2、 环保3、 色彩鲜明4、 实用2.2 设计方案的提出2.1.1 设计方案一如图2.1所示，这种吹风机外形设计不美观，长长的手柄和外壳，看起来非常笨重。虽然功率足够大，但是功率大，导致噪音也略大，而这种噪音却是消费者不想看到的。图2.1 方案一2.1.2 设计方案二根据图2.2所示，这种吹风机色彩鲜明，让人有眼前一亮的感觉，但是这种略宽的出风筒不利于风快速的流动，这种直上直下的手柄也不易把握。图2.2 方案二2.3 设计方案的确定根据以上方案的分析以及设计，做出以下设计方案的确定：1、市面上普通吹风机外壳长度基本为200mm，由于本设计为了方便携带，所以将尺寸缩短为130mm。 2、采取设计方案二中鲜艳的色彩，外壳出风口前端采用淡雅的粉色，手柄部分采用紫色，使手柄看起来更加厚重，力量感十足，后端选用迷人的酒红色与年轻人喜欢的酒红发色相呼应。 3、将手柄改进为符合人体工学的S型并使其可以折叠，方便携带。 4、将出风筒改进为窄口，更利于快速出风。 5、将外壳造型进行优化，使其更具有现代感。图2.3 设计方案的确定2.4 材料的选择电吹风主要由电动机、风叶和外壳结构件组成，其中，内部带电动机和风叶的材质不会发生太大的改变，外壳结构件主要由两种材质，一种是塑料，一种是金属，但金属存在很大的缺点，例如，容易导电、质量大、辐射大，所以未来的市场上金属外壳的电吹风会被淘汰，而塑料等一些轻便、安全的材料会取而代之，随着环保意识的增加，材料也会倾向于环保材质。本次设计的材料选择PC-聚碳酸酯，它具有强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小（高温条件下也极少有变化）；耐热老化性：增强后的UL温度指数达120140（户外长期老化性也很好）；耐溶剂性：无应力开裂；对水稳定性：高温下遇水易分解（高温高湿环境下使用需谨慎）；绝缘性能优良等特点。2.5电机的选择在电吹风中，电机是电吹风的心脏，其是体现吹风机吹风能力大小的关键所在。在市场中，吹风机电机的主要种类有：一种是采用电阻丝降压、整流的直流电机作吹风动力，另一种是采用小型交流罩极电机作吹风动力。在本次设计的吹风机做得是便捷式的，总体尺寸不是很大，主要以方便为主，因此没有必要选用太大的电机，在进行了综合考虑比较后，最后确定选用HC383XLG.020的小型交流罩极电机。电机参数如下表2-1电机尺寸25X30mm输出轴径2.305mm输出电压7.2VDC无载转速17198rpm最大转矩151.74Nm最大的输出功率68.34W最大效率70%电机重量104g工作温度10to50C储存温度20to80C电气连接Terminal表2-1 电机主要参数第三章 吹风机三维造型绘制第三章 吹风机三维造型绘制3.1壳体的三维造型设计在一个三维空间中，生成实体的基本法则是：点生成线，线生成面，面生成体。点线面法则适用于所有创建模型中的步骤。运用Solid Works绘图软件首先进行创建一个新的Part文件，进入主界面。3.1.1 创建新基准面在前视基准面、上视基准面、右视基准面中选取前视基准面创建一个新的基准面。因为一个新的草图绘制需要选取一个基准面作为参考与约束，并且进行放置。3.1.2 外壳主体部分绘制先在上视基准面上画出壳体草图长度为130mm，然后以中心线为旋转中心，进行旋转得到外壳主体三维图如图3.1.2所示图3.1外壳主体的绘制3.1.3 外壳手柄部分的绘制通过在主体部分下侧建立基准面，在基准面上绘制出手柄的草图，按草图轨迹进行拉伸。然后在圆柱的顶端绘制草图，并进行拉伸切除。图3.2手柄的绘制3.2 扇叶的三维造型设计3.2.1 扇叶骨架的绘制选择前视基准面，点击草图绘制按钮进入绘制草图界面，按照设计好的尺寸绘制其草图，然后退出草图，在特征选项中选择拉伸凸台基体。生成如图3.3所示图3.3 扇叶骨架的绘制3.2.2 扇叶叶片选择右视基准面点击草图绘制按钮进入绘制草图界面，按照设计好的尺寸绘制其草图（用到的命令有：圆、智能尺寸）。图3.4 扇叶草图选择前视基准面，点击草图绘制按钮进入绘制草图界面3D草图，按照设计好的尺寸绘制其草图（用到的命令有：直线、智能尺寸）。点击插入曲面填充，再点击插入凸台/基体加厚0.5mm如图3.5所示。图3.5 扇叶草图点击特征圆角将扇叶两棱边倒圆角，点击特征圆周阵列，选择扇叶，以基准轴为圆心做圆周阵列如图3.6所示。图 3.6 扇叶圆周阵列3.3 挡板的三维造型设计选择前视基准面，点击草图绘制按钮进入绘制草图界面，按照设计好的尺寸绘制其草图（用到的命令有：直线、智能尺寸）。退出草图，在特征选项中选择拉伸凸台/基体。生成如图3.7所示。图3.7 挡板的草图拉伸第四章 零件的装配及其装配图第四章 零件的装配及其装配图4.1 电机与叶片的配合运行软件，点击文件-新建装备体-确定，点击特征-插入零部件，将电机与叶片放入配合。配合如图4.1所示图4.1 电机与叶片的配合4.2 总配合图运行软件，点击文件-新建装备体-确定，点击特征-插入零部件，将所需的外壳、前网格、后盖、电机配合体、底座等插入进行配合，总配合如图4.2所示。图4.2 总配合图4.3设计效果图展示从三视图角度出发，对本模型主要零件几个工程图，以便观察各个角度全部效果。4.3.1 底座的工程图图4.3 底座的工程图4.3.2 风扇的工程图图4.4 风扇工程图4.3.3 电机的工程图图4.5 电机工程图4.3.4 爆炸视图4.6 爆炸视图第五章 吹风机的运动仿真第五章 吹风机的运动仿真为了能直观的看到各个零部件的间的相互配合，呈现出真实的运动状态，对吹风机进行运动仿真。点击装配体-新建运动算例，选择马达-旋转马达，选择扇叶骨架外圆环面，给定速度1000.RPM，然后保存，如图5.1所示图5.1 运动仿真图运动仿真结果表明，各个零件配合较完整，运动流畅，证明本次毕业设计方案是可行的。总 结总 结本次毕业设计以吹风机造型为研究对象，详细介绍了吹风机的发展史、行业现状和未来趋势，而现在社会上常见的吹风机大部分都会有噪音过大、造型普通、不环保等等问题，本次设计以普通吹风机为参照物，对常见的问题进行了优化和改进。在设计过程中，对颜色的选择搭配，一是要符合年轻人的审美要求，从年轻人的市场出发，渲染颜色，紧跟时代潮流。但是在颜色渲染方面，对色彩的搭配非常不协调，遇到了很多困难，在老师的帮助下，终于做出了符合大众审美的色彩造型。对于噪声过大的问题，本文选用了小型交流罩电机，型号为HC383XLG.020，相比以往的电机种类，在运动过程中产生的振动小，动力更加强劲。对于吹风机材料的选择，选用了PC-聚碳酸酣，由于以往的材料成型困难，吹风机吹热风时，温度升高导致外壳加速老化。选用全新的材料克服了这方面的困难。通过本次的吹风机三维造型设计，从最初的定题到最终的完成，都更深层次的了解了吹风机的发展、吹风机的工作原理，以及SolidWorks的熟练运用。在设计过程中也遇到了许多的问题，比如说内部零部件的选用，结构实际的合理性、外观的合理性等等，这些细节会影响产品的质量，所以在设计时不能局限于书本知识，更多的是要利用网上的资料或者通过指导老师来帮助解决。参考文献1solidworks 2009M曹茹. 三维设计级应用程序J 机械工业出版社 20092 solidworks 2008基础教程和实例解析M青岛森博科技开发有限公司.20083 solidworks 2012中文版从入门到精通M康士延.机械工业出版社 2009 4 SolidWorks2012中文版从入门到精通M辛文彤，李志尊.北京：人民邮电出版社 2012第1版5机械原理M王德伦，高 媛. 北京：机械工业出版社 20166.机械设计基础 M王少岩，罗玉福.大连：大连理工大学出版社， （第五版），20147基于SolidWorks的三维标准件库开发及实例J 朱瑞.机械工程师 2006 8 SolidWorks在工业造型设计中的应用J贾宝贤，赵万生机械设计与制造，2003，(4)：1 161 179AutoCAD2006中文版实用教程 M余桂英 ，郭纪林.大连：大连理工大学出版社，201310机械设计基础课程设计M陈立德.教育出版社，2006.7.11机械设计M 朱艳芳.大连：大连理工大学出版社，2012.4.12机械创新设计M王树才，吴晓.武汉：华中科技大学出版社，2014.8.13机械创新设计M张春林.北京：机械工业出版社，1999.14机械原理与机械设计M张策.北京：机械工业出版社，2004.15机械设计M彭文生，李志明，黄华梁.北京：高等教育出版社，2008.16机械设计M濮良贵.北京：高等教育出版社，2008.致 谢致 谢时光荏苒，白马过隙。大学时光匆匆如流水，四年的光阴转瞬即逝，毕业日期已经日趋渐进，而毕业论文的完成也渐渐进入了尾声。从最初开始笃定地进入选题到中途论文紧张地进行，再到如今论文逐步地顺利完成，时间过的真慢，时间也过的真快啊！时间老人用无尽的耐心教会人们如何去生存，如何去学习，直到把自己的能力达到一定的提升，付出了时间，就会有收获，这是亘古不变的真理。无论一件事情的成败，但是收获是一定的。有的人过于看重得失，却失去了比得失更重要的收获；有的人过于看重成败，却失去了比成败更重要的美德。无论如何，一个有着健康的心态和乐观的态度的人，征途才是远方，征途才是星辰大海。漫长又短暂的大学生涯，像是做了一个很长的梦，又像是午后小憩打的一个盹，逝者如斯夫不舍昼夜，感慨时光的易逝，叹切被蹉跎过的时光。花有重开日，人无再少年，一日难再晨，盛年不再来。即使如此，我心怀感激。谢谢老师！ 姓 名：张杜晨电 话：18702521686Email:834630623